태양계의 행성들 - 목성

목성

목성(木星, Jupiter)은 태양에서 다섯 번째 행성이며 태양계에서 가장 큰 행성입니다. 토성, 천왕성, 해왕성과 함께 가스 거대 행성으로 분류됩니다.

목성의 질량은 태양계의 다른 모든 행성을 합친 것의 두 배 이상이며 지름은 지구의 11배입니다. 목성의 대기는 주로 수소와 헬륨으로 구성되어 있으며 미량의 메탄, 암모니아, 수증기가 포함되어 있습니다. 그것은 대기를 지속적으로 움직이게 하는 강력한 내부 열원을 가지고 있어 수백 년 동안 격노하고 있는 거대한 폭풍인 대적점과 같은 다채로운 구름 띠와 큰 폭풍을 만듭니다.

목성은 지구보다 약 20,000배 강한 자기장을 가지고 있으며 강력한 방사 벨트를 생성합니다. 목성은 또한 1610년에 갈릴레오 갈릴레이가 발견한 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토 등 갈릴레이 위성으로 알려진 네 개의 가장 큰 위성을 포함하여 많은 위성을 가지고 있습니다. 이 위성은 태양계에서 태양과 여덟개의 행성 다음으로 가장 큰 물체 중 일부입니다.

목성은 토성만큼 광범위하지는 않지만 고리 시스템으로도 알려져 있습니다. 고리는 작은 입자, 아마도 혜성의 파편이나 부서진 달로 만들어집니다. 목성은 거대한 중력이 다른 행성, 특히 소행성대에 있는 소행성의 궤도에 영향을 미치고 목성의 중력이 혜성 충돌로부터 내부 행성을 보호하는 데 도움이 되기 때문에 태양계에서 중요한 역할을 합니다. 목성은 태양과 유사한 구성을 가지고 있기 때문에 과학자들에게도 관심이 있습니다. 목성을 연구하면 태양계 형성의 초기 단계와 다른 별 주변의 거대한 가스 행성의 가능성에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

 

목성의 내부는 무엇으로 만들어져 있을까?

목성의 내부 구조는 각각 고유한 특성을 가진 여러 층으로 나눌 수 있습니다.

대기

목성의 가장 바깥층은 주로 수소(약 88%)와 헬륨(약 12%)으로 구성된 대기입니다. 대기는 대적점과 같은 구름과 폭풍이 존재하는 것이 특징인 가장 낮은 지역인 대류권을 포함하여 여러 지역으로 나뉩니다. 대기에는 또한 미량의 메탄, 암모니아 및 수증기가 포함되어 있어 행성 표면에서 볼 수 있는 다채로운 띠와 반점을 생성합니다.

기상층

눈에 보이는 대기 바로 아래에는 기상층으로 알려진 날씨가 발생하는 층이 있습니다. 이 층은 강한 바람과 제트 기류가 특징이며, 이로 인해 행성의 독특한 줄무늬 모양이 나타납니다.

분자 수소층

기상층 아래에는 온도와 압력이 크게 증가하는 분자 수소 영역이 있습니다. 이 층은 수소가 개별 원자가 아닌 분자 형태로 존재하는 것이 특징입니다.

전이 영역

이 층은 압력과 온도가 급격히 증가하고 수소가 금속 형태로 존재하기 시작하여 전자가 원자에서 분리되는 곳입니다.

금속수소층

이 층은 수소가 금속으로 존재하는 층으로 압력이 매우 높아 수소핵에서 전자가 분리되어 전기도체처럼 거동한다. 이 층은 목성의 강력한 자기장의 근원으로 여겨진다.

암석 및 금속 핵

목성의 중심에는 작고 암석이 많은 금속 핵이 있습니다. 이 코어의 정확한 구성은 잘 알려져 있지 않지만 주로 암석과 약간의 금속 및 기타 재료로 만들어진 것으로 생각됩니다.

목성의 내부 구조를 직접 탐사하는 것은 어렵다는 점에 주목할 필요가 있으며, 이에 대한 우리의 이해는 목성을 비행했거나 궤도를 도는 우주선이 수집한 데이터에서 추론한 컴퓨터 모델과 시뮬레이션을 기반으로 합니다.

 

목성 탐사

역사를 통틀어 목성과 위성을 탐사하는 여러 임무가 있었습니다. 가장 주목할만한 임무는 다음과 같습니다.

파이오니어 10호와 11호

이 두 우주선은 각각 1972년과 1973년에 발사되었으며 최초로 목성을 비행했습니다. 그들은 목성의 자기장과 복사 벨트에 대한 데이터뿐만 아니라 행성과 달의 최초의 클로즈업 이미지를 제공했습니다.

보이저 1호와 2호

이 우주선은 1979년에 목성을 통과하여 목성의 대기와 날씨에 대한 데이터뿐만 아니라 행성과 달의 더 자세한 이미지를 제공했습니다.

갈릴레오

이 우주선은 1995년부터 2003년까지 목성 궤도를 돌았고 목성의 대기, 자기장 및 달에 대한 최초의 상세한 연구를 제공했습니다. 갈릴레오는 또한 목성의 위성 중 하나인 유로파에서 지하 바다를 발견했습니다.

카시니

주로 토성에 초점을 맞춘 이 우주선은 2000년과 2001년에 목성의 대기와 자기장에 대한 데이터를 제공하는 여러 차례 목성의 근접 비행을 했습니다.

카시니호가 2001년 1월 1일에 촬영한 목성과 목성의 위성 이오

주노

이 우주선은 2016년부터 목성 궤도를 돌고 있으며 현재 목성의 대기, 자기장 및 내부 구조에 대한 데이터를 수집하고 있습니다.

향후 임무

NASA의 Europa Clipper 임무는 2020년대에 발사될 예정이며 주요 목표는 지하 바다의 잠재적 거주 가능성을 조사하기 위해 목성의 위성 중 하나인 유로파를 연구하는 것입니다. JUICE(JUpiter ICy moons Explorer)는 2022년에 발사하여 목성과 가니메데, 유로파, 칼리스토를 포함한 얼음 위성을 연구하기 위해 계획된 유럽 우주국(ESA) 임무입니다.

이러한 임무는 목성의 대기, 자기장 및 달에 대한 자세한 이미지를 포함하여 목성에 대한 풍부한 정보를 제공했습니다. 그들은 또한 행성의 구성, 구조, 역사, 그리고 생명체의 숙주로서의 잠재력에 대한 우리의 이해를 심화시키는 데 도움을 주었습니다.